阀桥组件的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种供内燃机（10）使用的阀桥组件（48）。阀桥组件可以具有带有中心部分（54）的阀桥（50）、相对的横向延伸部分（58）、形成在中心部分内的中心室（60），和形成在各个相对的横向延伸部分内的孔（70）。阀桥组件还可以具有配置在中心室内的间隙调整器（52），和配置在相对的横向延伸部分的各个孔内的套筒插入物（56）。各个套筒插入物可以构造成接收对应的阀杆（30）。本实用新型的阀桥（50）可以重复利用，因此减少了更换零件的数量和相关的所需工作。
【专利说明】阀桥组件
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及阀桥组件，尤其是涉及具有可替换的套筒插入物的阀桥组件。
【背景技术】
[0002]内燃机的各个缸配备有一个或多个气体交换阀(例如，进气和排气阀)，它们在正常运行过程中循环地开启。在常规的引擎中，阀经由凸轮轴/摇杆臂结构打开。凸轮轴包括一个或多个凸耳，凸耳以与关联的阀的要求的提升时间和提升量对应的特别的角度布置。凸轮凸耳经由摇臂连接关联的阀的杆端(stem end)和关联的连杆元件。当凸轮轴旋转时，凸轮凸耳接触到摇臂的第一枢转端，从而迫使摇臂的第二枢转端抵靠阀的杆端。这样的旋转运动促使阀抵抗弹簧偏压力提升或者打开。由于凸轮凸耳旋转离开摇臂，阀被释放，并且被允许返回到它们的关闭位置。
[0003]当缸配备有多于一个的相同类型的气体交换阀时(例如，多于一个的进气阀和/或多于一个的排气阀时)，相同类型的所有的阀通常在大约相同的时间打开。并且为了减少需要用于打开多个阀的凸轮轴、凸轮凸耳和/或摇臂的数量，常常用于与相同类型的阀相互连接的阀桥带有一个公用的摇臂。
[0004]阀桥通常是T形的，具有在两个相同的阀的杆端之间延伸的臂。摇臂的第二端接合阀桥的中心部分，位于臂之间。利用这样的结构，通过摇臂施加给阀桥的中心的单独的枢轴运动导致成对的阀以大约相同的量值和在大约相同的时间提升。间隙调整器(lashadjuster)可以与阀桥关联，并且当阀通过摇杆臂释放时，用于消除存在于阀和对应的座(和/或其他的阀组元件(valve train component))之间的间隙。该间隙调整器有助于保证在随后的燃烧过程中的缸的密封。
[0005]一种示例性的阀桥在美国专利号8，210，144中公开，它于2012年7月3日授予Langewisch (〃’ 144专利〃)。具体地说,该’ 144专利公开了一种T形阀桥,具有中心部分和安置在中心部分的相对的两侧的横向延伸部分。桥室(bridge cavity)形成在中心部分内，以接收间隙调整器，且孔形成在横向延伸部分，以接收关联的发动机阀的杆端。间隙调整器包括装配在桥室内的柱塞，以形成液压腔。柱塞构造为接合安置在摇臂的端部的按钮元件，并且是通过按钮元件液压连接到摇臂。单向阀配置在柱塞内，并且将储藏腔与液压腔分隔。当液压腔内的压力增加时，单向阀切断在两个腔之间的流体连通。当液压腔内的压力降低到储藏腔的压力之下时，单向阀移动以允许流体从储藏腔进入到液压腔。弹簧配置在液压腔内，并且构造为将柱塞从桥室中偏压出来。
[0006]尽管’ 144专利的阀桥可以适用于许多应用，但是它可能仍然不是最佳的。例如，因为阀桥直接接合关联的阀的杆端和间隙调整器的柱塞，因此阀桥可能磨损，并且需要在运行一段时间之后替换。在一些情形下这样的替换可能是昂贵的。
【发明内容】
[0007]本实用新型提供了一种阀桥组件，致力于解决上述的一个或多个问题和/或现有技术中的其他问题。
[0008]本实用新型的一方面是涉及用于阀桥组件的套筒插入物。套筒插入物可以包括通常具有外表面的圆柱体，外表面构造为压配合到在阀桥内的对应的孔中。套筒插入物也可以包括形成在通常为圆柱体中形成的中心孔，并且构造为接收气体交换阀的杆端。套筒插入物还可以包括润滑通道，润滑通道构造成利用中心孔的一端连接阀桥的储蓄器。
[0009]本实用新型的另一个方面是涉及一种阀桥组件。阀桥组件可以包括带有中心部分的阀桥，相对的横向延伸部分，形成在中心部分内的中心室，和形成在相对的各个横向延伸部分内的孔。阀桥组件也可以包括配置在中心室内的间隙调整器，和配置在相对的横向延伸部分的各个孔内的套筒插入物。各个套筒插入物可以构造成接收对应的阀杆中心部分包括摇臂接合端和相对的远端；且阀桥从中心部分朝向相对的远端倾斜到相对的横向延伸部分。
[0010]还包括重力给料凹槽，该重力给料凹槽配置在阀桥内，位于中心部分和形成在相对的横向延伸部分内的各个孔之间。
[0011]孔形成在各个相对的横向延伸部分内，在与中心部分的摇臂接合端相对的一侧；且
[0012]阀桥还包括:
[0013]收集储蓄器，收集储蓄器配置在各个相对的横向延伸部分内，在与孔相对的一侧，并且与重力给料凹槽的一端连通；和
[0014]润滑通道，该润滑通道流体地连接收集储蓄器和孔。
[0015]润滑通道的直径小于孔和收集储蓄器的直径。
[0016]套筒插入物的一端是通过收集储蓄器可见的。
[0017]套筒插入物是动配合或者过盈配合到孔中的。
[0018]中心室是阶梯式的，并且包括在开口端的较大的直径；且阀桥还具有在远离开口端的方向上从中心室的闭合端伸出的排放通道。
[0019]间隙调整器包括配置在中心室内的调整器套筒；和大体中空的柱塞，柱塞可滑动地配置在调整器套筒内。
[0020]还包括位于调整器套筒的开口端的夹具，该夹具构造为在组装过程中阻止大体中空的柱塞从调整器套筒移除。
[0021]在另一个方面，本实用新型提供了一种再制造阀桥组件的方法。该方法可以包括将拆卸工具通过安置在阀桥的横向延伸部分内的孔插入，以将磨损的套筒插入物从孔中推出。该方法还可以包括将替换的套筒插入物压配合到孔中。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是示例性地公开的发动机阀致动系统的示意图；
[0023]图2是示例性地公开的阀桥组件的等距透视图，该阀桥组件可以与图1的发动机阀致动系统结合使用；以及
[0024]图3是图2的阀桥组件的截面图。
【具体实施方式】
[0025]图1图示了配备有示例性地公开的阀致动系统12的发动机。基于本实用新型的目的，发动机10图示和描述为四冲程的柴油发动机。然而，本领域技术人员应当认识到，发动机10可以具体化为任何类型的内燃机，例如，举例而言，两冲程或四冲程的汽油或气体燃料动力发动机。如在下文中将要进行的更详细地描述，阀致动系统12可以有助于调节流过发动机10的流体。
[0026]发动机10可以包括发动机机座14，其至少部分地限定一个或多个缸16。活塞18和缸盖20可以与各个缸16关联以形成燃烧室22。具体地说，活塞18可以可滑动地配置在各个缸16内以在上死点(TDC)位置和下死点(BDC)之间往复运动，而缸盖20可以设置在缸16的端部，从而形成燃烧室22。发动机10可以包括多个燃烧室22，且燃烧室22可以以“串联”结构、“V”型结构、对置活塞结构配置，或者以任何其他适合的结构配置。
[0027]发动机10也可以包括可旋转地配置在发动机机座14内的曲轴24。连杆26可以将各个活塞18连接到曲轴24，因此在各个相应的缸16中的活塞18在上死点和下死点位置之间的滑动使曲轴24的旋转。类似地，曲轴24的旋转可以使活塞18在上死点和下死点位置之间滑动。在四冲程发动机中，活塞18可以通过进气冲程、压缩行程、动力冲程和排气冲程在上死点和下死点位置之间往复运动。在二冲程发动机中，活塞18可以通过动力/排气/进气冲程和进气/压缩冲程在上死点和下死点位置之间往复运动。
[0028]缸盖20可以限定一个或多个与各个燃烧室22关联的流体通道28，它们构造为引导气体(例如，空气和/或排气)或者气体和流体(例如，燃料)的混合物进入或者流出关联的腔22。在公开的实施例中，缸盖20是显示为限定一单独的通道28。在本实施例中，通道28可以表示进气通道或者排气通道。应当注意到的是，尽管仅仅显示了单个流体通道28，但是可以按照要求在缸盖20内设置多个进气和/或排气通道。作为进气通道，通道28将构造为将压缩空气和/或空气和燃料混合物输送到燃烧室22的上端。作为排气通道，通道28将构造为将排气或者残余的气体从燃烧室22的上端引导到大气。考虑到的是，在一些实施例中，仅有一个排气通道可以形成在缸盖20内，而对应的进气通道可以替代地形成在发动机机座14内。在这些结构中，进气通道应当构造为将空气和/或空气与燃料的混合物径向向内地通过缸16的侧壁引导到燃烧室22。
[0029]多个气体交换阀30可以配置在通道28的开口内，并且是可活动的以有选择地接合对应的座32。具体地说，各个阀30可以在第一位置和第二位置之间活动，在第一位置，阀30接合座32，以阻止流体流过孔，在第二位置，阀30从座32离开(即，提升)，以允许流体流过孔。当阀30从座32离开的时间(相对于在上死点和下死点位置之间的活塞18的位置)，以及在特别的时间的阀30的提升高度，可以对发动机10的运行有影响。例如，时间和提升高度可以影响排放物的产生、动力的产生、燃料消耗、效率、温度、压力等。弹簧36可以与各个阀30关联，并且构造为朝向第一位置偏压阀30并且抵靠座32。
[0030]阀致动系统12可以可操作地接合缸盖20，并且构造为抵抗弹簧36的偏压力同时移动阀30，在要求的时间下将阀从其第一位置朝向其第二位置移动。应当注意到，当各个缸盖20设置在进气和排气通道和对应的进气阀和排气阀两者内时，发动机10可以包括各套进气和排气阀的单独的阀致动组件。各个阀致动系统12可以包括，尤其是，公用的凸轮轴38、专用的凸轮随动件装置(例如，凸轮随动件、推杆等)40，和专用的摇臂42。
[0031]凸轮轴38可以以对于本领域技术人员显而易见的任何方式可操作地接合曲轴24，其中曲轴24的旋转导致凸轮轴38对应的旋转。例如，凸轮轴38可以通过齿轮组(图1中未显示)连接曲轴24，该齿轮组将凸轮轴38的旋转速度减小到大约曲轴24的旋转速度的一半(在示例性的四冲程装置中)。替代地，凸轮轴38可以通过链、带或者以任何其他适合的方式连接曲轴24。至少一个凸轮凸耳44可以连接到凸轮轴28，并且与各对阀30关联。凸轮凸耳44的外部轮廓可以至少部分地确定在发动机10的运行过程中的阀30的致动时间和提升幅度。
[0032]当凸轮轴38旋转时，凸轮随动件装置40可以依照凸轮凸耳44的轮廓支撑在上面并移动，并且将相应的往复运动传递到摇臂42的第一枢转端。这样施加给摇臂42的往复运动可以促使摇臂42围绕枢转点46枢转，从而在摇臂42的相对的第二端产生对应的往复运动，其提升和释放阀30。这样，凸轮轴38的旋转可以致使阀30从第一位置移动到第二位置，以产生对应于凸轮凸耳44的轮廓的特定的提升模式。
[0033]摇臂42可以经由阀桥组件48连接到阀30。具体地说，摇臂42可以包括销或按钮45，其在摇臂42的第二端接纳在孔(图1中未显示)内。按钮45可以能够在摇臂42的孔内稍微旋转，并且包括通常平坦的端表面，该端表面构造为沿着阀桥组件48的对应的平坦的部分滑动。按钮45沿着阀桥组件48的平坦的部分的旋转和滑动的能力可以允许摇臂42将主要是竖直的(轴向的)力传递给阀桥组件48。在摇臂42和阀桥48之间传递的仅有的水平的(即横向的)力可以是相对小的，并且仅仅是由于在按钮45和桥组件48之间的滑动界面上的摩擦引起的。该界面可以被润滑和/或抛光以减小相应的摩擦。
[0034]一种示例性的阀桥组件48示于图2和图3中。如这些图中可见，阀桥组件48可以包括，尤其是，阀桥50，间隙调整器52，其可移动地与阀桥50的中心部54配置，和套筒插入物56，其可移动地配置在阀桥50的相对的横向延伸部分58内。如在下文中的更详细地描述，当凸轮凸耳44从凸轮随动件40旋转开时，间隙调整器52可以构造为调节阀30和座32之间(和/或其他的阀组元件之间)的间隙，而套筒插入物56可以构造为接收阀30的杆端。
[0035]阀桥50可以通常为T形，带有从中心部54的相对的两侧径向向外凸出的横向延伸部分58。中心部54可以具有摇臂接合端和闭合的远端。阶梯孔60可以在中心部54内形成中心室，并且包括在开口端62的较大的直径和在闭合端64的较小的直径。台肩66可以轴向地形成在开口端62和闭合端64之间，且排放通道68可以大体与孔60对准，并且形成在闭合端64内。排放通道68可以利用在内部安置在缸盖20之上的开口的阀盖连接孔60 (参考图1)，并且作用为从孔60将多余的流体排出以及提供用于间隙调整器拆卸工具(图中未显示)的通路，其使用将在下文中更详细地描述。考虑到的是，间隙调整器拆卸工具可以并不总是必需的，这取决于间隙调整器52和阀桥50之间的配合的类型。另外的孔70可以在横向延伸部分58在阀桥50内形成以接收套筒插入物56。孔70可以相对阶梯孔60形成在阀桥50的一侧(在朝向阀30定向的阀桥50的下侧)。
[0036]阀桥50的上表面72可以朝向阀桥50的下表面74向下倾斜,从中心部54到横向延伸部分58。重力给料凹槽76可以沿着斜面径向向外从阶梯孔60延伸到位于各个横向延伸部分58的大体圆柱形的收集储蓄器78。收集储蓄器78可以构造为填充有油，油是在发动机10的运行中从阶梯孔60和其他的来源通过凹槽76提供(例如从缸盖20溅出或泄漏的油)。轴向地定位的通道80可以将收集储蓄器78连接到关联的和反向定位的孔70，从而为孔70和配置在其中的套筒插入物56提供润滑。通道80可以具有小于收集储蓄器78的内径的内径(例如，通道80的直径可以大约是收集储蓄器78的直径的1/3-1/4)。这样的直径上的关系可以有助于在收集储蓄器78内建立流体供给，同时仍然为孔70和套筒插入物56提供充分的润滑。
[0037]间隙调整器52可以是元件的子组件，它可以被移除，替换为在阀桥组件50内的单个整体单元。这样元件可以包括，尤其是，调整器套筒82，柱塞84，和单向阀组件86 (仅在图3中显示)。调整器套筒82可以是中空体，即动配合(或者在一些应用中过盈配合)到阶梯孔60。柱塞84可以滑动地配置在调整器套筒82内，并且在经由夹具88组装的过程中保持在调整器套筒82中。单向阀组件86可以配置在调整器套筒82的内部端和柱塞84之间。通过将拆卸工具插入到排放通道68中并且在调整器套筒82的闭合的底部上向上推，磨损的间隙调整器52可以从阀桥50移除。应当注意到，在一些实施例和/或应用中，磨损的间隙调整器52可以在不利用拆卸工具的情况下从阀桥滑出。然后替换的间隙调整器52可以插回到阶梯孔60中。
[0038]调整器套筒82可以是通常为中空的圆柱形的元件，具有开口端90和闭合端92。闭合端92可以首先接纳在阶梯孔60内，因此调整器套筒82的开口端90是共同安置在阀桥50的开口端62。在公开的实施例中，在开口端90的调整器套筒82的末端可以延伸过在开口端62的阀桥50的末端。这样的结构有助于在组件中的间隙调整过程。调整器套筒82的外部可以是阶梯式的，因此通常匹配孔60的阶梯式的轮廓，并且调整器套筒82的内部可以与外部相仿。柱塞84可以在调整器套筒82的较大的内径内可滑动地接纳，而单向阀组件86可以压配合到较小的内径中。环形槽93可以安置在开口端62以接收夹具88。
[0039]柱塞84也可以是通常为中空的和圆柱形的元件，具有开口端94和通常的闭合端96。柱塞84的闭合端96可以接纳在调整器套筒82的第一内开口端90，因此柱塞84通常是相对于调整器套筒82反向的。闭合端96可以从调整器套筒82和阀桥50中伸出一端距离，并且其外部端面可以作为阀桥组件48与摇臂42的按钮45的平坦的结合表面。润滑通道92，具有增大的入口 100，可以通过闭合端96从这样的接合表面伸出到柱塞84的内部。润滑通道98可以作用为从摇臂42(即从按钮45)将加压的润滑剂引导到间隙调整器52中。在一些实施例，多个径向定位的再循环通道102可以安置在开口端94和闭合端96之间，并且作用为将一些流体从调整器套筒82的环形侧壁和柱塞84之间引回到柱塞84的中空的内部。残余的流体可以在调整器套筒82的开口端92排出间隙调整器52，在一些实施例，通过凹槽76流入收集储蓄器78中。然而，考虑到的是，再循环通道102可以在其他的实施例中省略，如果有要求的话。柱塞84可以在其开口端94包括较大的直径以接收单向阀组件86。凹座104可以形成在柱塞84的外部环形面内，在其闭合端96，以在组件的间隙调整过程中接收定位规(set gauge)(图中未显示)。
[0040]单向阀组件86可以采用任何现有技术中已知的常规模式结构，并且作用为有选择地允许流体从柱塞84内进入位于柱塞84的边缘之下的调整器套筒82的液压腔。这样流体可以变成被困在调整器套筒82的下部液压腔中，并且有助于将负载从摇臂42转移到阀30 (参考图1)。在公开的实施例中，单向阀组件86是弹簧偏压的球型单向阀。然而，考虑到的是，按照要求，也可以替代地使用其他类型的单向阀组件。
[0041]套筒插入物56可以具体化为具有外表面的中空且大体圆柱体，外表面构造为压配合到阀桥50内的对应的孔70中。中心孔106可以形成在各个套筒插入物56内，并且构造为可滑动地接收对应的阀30的杆端。润滑通道80可以通过形成在各个套筒插入物56的闭合端中的开口 108流通收集储蓄器78和中心孔106。润滑通道80可以大体轴向地与中心孔106对准，并且润滑通道80的直径可以大约是中心孔106的直径的1/3-1/4。开口108可以小于润滑通道80。在这样的结构中，套筒插入物56的闭合端的一部分可以从阀桥50的上侧是可见的(即，通过收集储蓄器78和润滑通道80)。如在下文中的更详细地描述，套筒拆卸工具(未显示)可以通过收集储蓄器78和润滑通道80插入，并且用于推动套筒插入物56的闭合端，从而移出套筒插入物56。套筒插入物56可以具有与对应的气体交换阀30的硬度大约一样的硬度，因此由于它们之间的相对移动引起的磨损减小了。
[0042]工业实用性
[0043]公开的阀桥组件可应用于内燃机。阀桥组件可以用于同时和通过同样的量值提升多个气体交换阀(例如进气阀和/或排气阀)。阀桥组件可以具有容易更换的元件，这允许它被再制造和重复利用，导致发动机所有者的运行成本降低。现在将详细地描述公开的阀桥组件的再制造。
[0044]在使用一段时间之后，套筒插入物56，调整器套筒82，和/或柱塞84可能已经磨损。如果未作说明，阀30和摇臂42之间的相对移动可能变得过度并导致阀致动系统12的故障。因此，阀致动系统12可能需要在发生故障之前周期地维护。这样的维护可以包括间隙调整器52和套筒插入物56的更换。
[0045]磨损的间隙调整器52可以经由将工具通过安置在阀桥50的下表面74的排放通道68和向上推动调整器套筒82的闭合端92来移除。这样的动作可以迫使磨损的间隙调整器52从阀桥50的中心室中离开。然后，更换的间隙调整器52可以滑动(或者，在一些实施例中压入)到阶梯孔60中。
[0046]磨损的套筒插入物56可以以大致相同的方式更换。具体地说，对应的工具可以插入到阀桥50的横向延伸部分58的收集储蓄器和润滑通道80内，以接合套筒插入物56的闭合端。工具可以向下推动以从孔70移除磨损的套筒插入物56。然后，更换的套筒插入物56可以压配合回到孔70中。
[0047]因为阀桥组件48可以通过更换间隙调整器52和/或套筒插入物56容易地再制造，因此发动机10的运行成本可以降低。也就是说，阀桥50可以重复利用，因此减少更换零件的数量和相关的所需工作。
[0048]显而易见的是，在不脱离本实用新型的范围的情况下，本领域技术人员可以对本实用新型的阀桥组件作出不同的修改和变化。在考虑本文中公开的实施例的说明书和实践的情况下，本领域技术人员可以显而易见地得到其他实施例。应当理解到的是，说明书和实施例仅仅被认为是示例性的，本实用新型的保护范围由权利要求确定。
【权利要求】
1.一种阀桥组件(48)，其特征在于，包括:阀桥(50)，阀桥具有中心部分(54)，相对的横向延伸部分(58),形成在中心部分内的中心室(60),和形成在每个相对的横向延伸部分内的孔(70)； 配置在中心室(60)内的间隙调整器(52);和 配置在相对的横向延伸部分的各个孔内的套筒插入物(56)，套筒插入物(56)构造为接收对应的阀杆(30)。
2.根据权利要求1所述的阀桥组件，其特征在于:中心部分包括摇臂接合端(72)和相对的远端(74);且阀桥从中心部分朝向相对的远端倾斜到相对的横向延伸部分。
3.根据权利要求2所述的阀桥组件，其特征在于，还包括重力给料凹槽(76)，该重力给料凹槽(76)配置在阀桥内，位于中心部分和形成在相对的横向延伸部分内的各个孔(70)之间。
4.根据权利要求3所述的阀桥组件，其特征在于:孔(70)形成在各个相对的横向延伸部分内，位于与中心部分的摇臂接合端相对的一侧；且 阀桥还包括: 收集储蓄器(78),收集储蓄器配置在各个相对的横向延伸部分内，位于与孔相对的一侦牝并且与重力给料凹槽的一端连通；和 润滑通道(98 )，该润滑通道流体地连接收集储蓄器(78 )和孔(70 )。
5.根据权利要求4所述的阀桥组件，其特征在于，润滑通道的直径小于所述孔和收集储蓄器的直径。
6.根据权利要求4所述的阀桥组件，其特征在于，套筒插入物(56)的一端是通过收集储蓄器(78)可见的。
7.根据权利要求1所述的阀桥组件，其特征在于，套筒插入物(56)是滑动或者压配合到孔(70)中的。
8.根据权利要求1所述的阀桥组件，其特征在于:中心室(60)是阶梯式的，并且包括在开口端的较大的直径；且阀桥还具有在远离开口端(90)的方向上从中心室的闭合端(92)伸出的排放通道(68)。
9.根据权利要求8所述的阀桥组件，其特征在于:间隙调整器(52)包括配置在中心室(60)内的调整器套筒(82);和大体中空的柱塞(84)，柱塞(84)可滑动地配置在调整器套筒(82)内。
10.根据权利要求9所述的阀桥组件，其特征在于，还包括位于调整器套筒(82)的开口端(90)的夹具(88)，该夹具(88)构造为在组装过程中阻止大体中空的柱塞(84)从调整器套筒(82)移除。
【文档编号】F01L1/12GK203939535SQ201420389576
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2013年7月19日
【发明者】L·拉斯马森, V·库马尔, P·麦克韦德, A·耐尔 申请人:易安迪机车公司